Пересылка данных по шине I2C

MicroLAN

Однопроводной интерфейс 1-Wire, разработанный в конце 90-х годов фирмой Dallas Semiconductor и его применение для систем автоматизации (технология сетей MicroLAN).

Одновременно с ИНФОРМАЦИЕЙ – передается ПИТАНИЕ для всех устройств СЕТИ

Концепция
Сеть MicroLAN использует архитектуру с одним ведущим шины и многочисленными ведомыми. Однако используя специальные методы исключения конфликтов на шине возможна работа с несколькими ведущими.

MicroLAN использует стандартные КМОП/ТТЛ логические уровни. Напряжение ниже 0.8 В соответствует логическому НИЗКОМУ уровню, а напряжение выше 2.2 В является ВЫСОКИМ логическим уровнем. Сеть использует рабочее напряжение питания 2.8... 6.0 В. Приборы MicroLAN могут использовать режим питания от линии связи.

Скорость передачи данных по сети была оптимизирована для условий работы на больших расстояниях, простоты интерфейса и использования дешевых и широко распространенных компонентов. Скорость передачи данных 16300 bps достаточна для того, чтобы обеспечить адресацию узла и начать передачу данных за время менее 7 мс.

При производстве гарантируется уникальность сетевого адреса для каждого выпускаемого прибора.

-----------------------------

Топология:

------------------------

(л.12.в.2) Интерфейсы микропроцессорных блоков релейной защиты - I 2 C: топология, линии связи, передача одного бита, адресация устройств, скорость передачи, дальность связи.

------------------------

Технология передачи данных внутри одного устройства.

------------------------

Шина I2C поддерживает любую технологию изготовления микросхем (НМОП, КМОП, биполярную).

Две линии, данных (SDA) и синхронизации (SCL) служат для переноса информации. Каждое устройство распознается по уникальному адресу - будь то микроконтроллер, ЖКИ буфер, память или интерфейс клавиатуры - и может работать как передатчик или приёмник, в зависимости от назначения устройства.

------------------------

Как SDA, так и SCL являются двунаправленными линиями, подсоединенными к положительному источнику питания через подтягивающий резистор (см. Рис 4). Когда шина свободна, обе линии находятся в ВЫСОКОМ положении. Выходные каскады устройств, подключенных к шине, должны иметь открытый сток или открытый коллектор для обеспечения функции монтажного И. Данные по шине I²C могут передаваться со скоростью до 100 кбит/с в стандартном режиме, и до 400 кбит/с в “быстром” режиме. Количество устройств, подключенных к шине, определяется единственным параметром - емкостью линии (до 400 пф).

---------------------------------

Пересылка бита в шине I2C

Сигналы СТАРТ и СТОП

Пересылка данных по шине I2C

1. Сигнал СТАРТ

2. Старший разряд байта

3. Сигнал подтверждения от приёмника

4. Прием байта завершен. Прерывание внутри приемника

5. Синхролиния удерживается в низком состоянии, пока обслуживается прерывание

6. Сигнал подтверждения от приемника

7. Сигнал СТОП

(л.13.в.1) Интерфейсы микропроцессорных блоков релейной защиты – USB: топология, линии связи, передача одного бита, адресация устройств, скорость передачи, дальность связи.

-------------------------

Шина USB

(Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина)

появилась по компьютерным меркам довольно давно - версия первого утвержденного варианта стандарта появилась 15 января 1996 г ода. Разработка стандарта была инициировна весьма авторитетными фирмами - Intel, DEC, IBM, NEC, Northen Telecom и Compaq.

Основная цель стандарта, поставленная перед его разработчиками - создать реальную возможность пользователям работать в режиме Plug&Play с периферийными устройствами.

-------------------------

Plug&Play - подключение устройства к работающему компьютеру, автоматическое распознавание его немедленно после подключения и последующей установки соответствующих драйверов. Кроме этого, желательно питание маломощных устройств подавать с самой шины.

-------------------------

Идея Plug&Play имеет широкое применение:

· Подключение приборов к розетке питания: управление защитами розетки (выставить максимальный ток МТЗ, длительность непрерывной работы, разрешение работы приборов из списка, управление по расписанию, …).

· Удаленная, сетевая (теле)медицина – опознавание свойств медицинских приборов, имеющихся у пациента, для корректного применения при лечении.

-------------------------

USB1:

· Высокая скорость обмена (full-speed signaling bit rate) - 12 Mb / s

· Максимальная длина кабеля для высокой скорости обмена - 5 m

· Низкая скорость обмена (low-speed signaling bit rate) - 1.5 Mb/s

· Максимальная длина кабеля для низкой скорости обмена - 3 m

· Максимальное количество подключенных устройств (включая размножители) - 127

· Напряжение питания для периферийных устройств - 5 V

· Максимальный ток потребления на одно устройство - 500 mA

-------------------------

(1999)USB2, которая отличается тем, что полоса пропускания шины до 250 Mbits/s

------------------------

Топология точка-точка:

-----------------

Кабель:

------------------------

Новый интерфейс USB 3.0 получил название SuperSpeed USB (СуперСкоростной или СверхСкоростной USB). Обеспечивая ощутимый прирост скорости, USB 3.0 сохраняет полную совместимость с уже существующим оборудованием стандарта USB 2.0.

USB 3.0 поддерживает скорость передачи до 5 Гбит/с.

В отличие от USB 2.0, кабели нового интерфейса SuperSpeed USB имеют девять, а не четыре проводов. Передача данных осуществляется по четырём из пяти дополнительных проводов в дифференциальном режиме SDP (Shielded Differential Pair – Экранированная Диффиренциальная Пара). Одна пара проводов отвечает за приём информации, другая – за передачу. Принцип работы похож на Serial ATA, при этом устройства получают полную пропускную способность в обоих направлениях. Пятый провод – «земля».

------------------------

(л.13.в.2) Интерфейсы микропроцессорных блоков релейной защиты – беспроводные интерфейсы: Bluetooth, WiFi: топология, линии связи, передача одного бита, адресация устройств, скорость передачи, дальность связи.

-------------------------

Bluetooth (/bluːtuːθ/, переводится синий зуб, в честь Харальда I Синезубого)

Харальд I Синезубый Гормссон (датск. Harald Blåtand, норв. Harald Blåtann, англ. Harold Bluetooth; 930-е—1 ноября 986?) — король Дании и Норвегии. По распространённой версии получил прозвище из-за тёмного цвета зубов; слово blå в то время означало гораздо более тёмный цвет, чем синий.

— производственная спецификация беспроводных персональных сетей (WPAN — Wireless Personal Area Network).

Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 10 — 100 метров друг от друга (дальность очень зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

-------------------------

Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (англ. Industry, Science and Medicine), который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4—2,48 ГГц).

Спектр сигнала формируется по методу FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum — псевдослучайная перестройка рабочей частоты). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование стоит недорого.

Согласно алгоритму FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду (всего выделяется 79 рабочих частот, а в Японии, Франции и Испании полоса у́же — 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую.

При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 Кбит/с в обоих направлениях) используются различные схемы кодирования. Без помехоустойчивого кодирования это обеспечивает передачу данных со скоростями 723,2 Кбит/с с обратным каналом 57,6 Кбит/с, или 433,9 Кбит/c в обоих направлениях.

-----------------------------

Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность») по аналогии с Hi-Fi.

Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определенных условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мб/сек.

использование радиочастот в полосе 2400—2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g), 5 ГГц (стандарт 802.11a), с мощностью излучения передающих устройств до 100 мВт включительно.